Устройство для определения удароопасного состояния горного массива Советский патент 1991 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к контролю горного давления и может быть использовано для локальных измерений в условиях забоя или карьера для предупреждения горного удара.

Целью изобретения является повышение надежности определения удароопасного состояния горного массива в условиях высокого помехового фона.

На чертеже изображена структурная схема устройства для определения удароопасного состояния массива горных пород.

Устройство содержит геофон 1, усилитель 2, три адаптивных частотных фильтра 3,

три первых компаратора 4, три задатчика 5, три вторых компаратора 6, регистратор 7, При этом к выходу геофона 1 подсоединен вход усилителя 2, к выходу усилителя 2 - входы адаптивных частотных фильтров 3 для регистрации: первым - стреляний, толчков, микроударов и ударов с энергией 10 -10 Дж; вторым-динамических разрушений, С9провождающихся образованием трещин размерами порядка 0,1м, приводящих к образованию акустических волн с энергией - 102 Дж; третьим - акустических событий с энергией - 10 Дж. выходы которых попарно подсоединены к

ч|

о о ю со со

первому и второму входам первых компараторов 4, первые входы вторых компараторов 6 соединены с выходами первых компараторов 4, вторые входы вторых компараторов 6 соединены с выходами задат- чиков 5, а выходы вторых компараторов 6 соединены со входами регистратора 7.

Устройство работает следующим образом. Сигналы от источника сейсмоакустиче- ской эмиссии в напряженном горном массиве поступают на геофон 1, где преобразуются в электрические, усиливаются уси- лителем 2, разлагаются адаптивными частотными фильтрами 3 на три диапазона: выше 3 кГц, от 3 до 100 Гц, ниже 100 Гц, т.к. сейсмические события с энергией 102 - 106 Дж имеют частотный спектр ниже 100 Гц: акустические события с энергиями Дж имеют частотный спектр 100 - 2000 Гц; акустические события с энергиями - Дж имеют частотный спектр 2000 - 20000 Гц.

В каждом фильтре 3 в свою очередь сигнал разлагается на три или более поддиапазона, определяется среднее по диапазону значение сигнала, и поддиапазоны со значительным превышением этого значения, т.е. пораженные помехой из дальнейшего рассмотрения исключаются.

Средние значения уровней трех диапазонов без учета пораженных помехой участ- ков поступают попарно с адаптивных частотных фильтров 3 на первые компараторы 4 для определения соотношений средний уровней первого и второго, второго и третьего, третьего и первого диапазонов, «2, Кз. Полученные соотношения поступают на вторые компараторы 6 для сравнения с

нормой К , К§ , К§ , устанавливаемой на за- датчике 5 после предварительного исследо- вания горного массива, которые с определенной степенью вероятности соответствуют трем категориям удароопасно- сти:

К8 - повышенной опасности проявления горного удара, I категория;

К - опасной по проявлению горного удара, II категория;

К - не представляющая непосредст- венной опасности проявления горного удара, III категория.

Со вторых компараторов 6 результаты

сравнения Ki/K , Ка/К5 , Кз/КЗ поступают на регистратор 7 для наблюдения за дина- микой поведения горного массива.

Увеличение низкочастотной составляющей Кз/КЗ свидетельствует и повышении опасности горного удара, а при значении

Кз/КЗ 1 регистратор выдает сигнал о необходимости принятия срочных мер для предотвращения нежелательных последствий возможного горного удара.

Таким образом, сравнительный анализ

с помощью дополнительно введенных элементов различных участков спектра сигнала позволяет извлечь дополнительную информацию для передачи на регистратор, т.е. позволяет повысить надежность определения удароопасного состояния горного массива.

Формула изобретения Устройство для определения удароопасного состояния горного массива, содержащее регистратор и последовательно

соединенные геофон, усилитель, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены три адаптивных

частотных фильтра, три первых компаратора, три задатчика, три вторых компаратора, причем выход усилителя соединен с входами адаптивных частотных фильтров, выходы адаптивных частотных Фильтров подсоединены попарно к первому и второму входам первых компараторов, выходы которых соединены с первыми входами вторых компараторов, вторые входы последних соединены с выходами за датчиков, а выходы вторых компараторов соединены с первым, вторым и третьим входами регистратора.

Изобретение относится к контролю горного давления и предназначено для локальных измерений в условиях забоя или карьера для предупреждения горного удара. Цель - повышение надежности определения удароопасного состояния горного массива в условиях высокого помехового фона. Для этого устр-во, содержащее регистратор 7 и последовательно соединенные геофон 1 и усилитель 2, дополнительно снабжено тремя адаптивными частотными фильтрами 3, тремя задатчиками 5 и шестью компараторами 4 и 6, При этом к выходу усилителя 2 подсоединены входы фильтров Здля регистрации: первый-стреляний, толчков, микроударов и ударов с энергией 102-106 Дж, второй -динамических разрушений, сопровождающихся образованием трещин размерами порядка 0,1 м, приводящих к образованию акустических волн с энергией - Дж, третий - акустических событий с энергией - 10 Дж. Выходы фильтров попарно подсоединены к первому и второму входам компараторов. Выходы компараторов 4 соединены с первыми входами компараторов б, вторые входы которых соединены с выходами задатчиков 5. Выходы компараторов 6 соединены со входами регистратора 7, по которому можно следить за динамикой поведения горного массива. 1 ил. сл с